量子電腦里程碑─IBM的50量子位元電腦

量子電腦是一種依據量子力學為基礎,利用量子狀態進行資訊處理的物理設備.利用電晶體只有原子般的體積大小,而大幅提升微處理器的速度,讓資料以近似光速般快速傳遞。根據Google之前發布的數據,透過量子演算法來解決一套具有1000項二進位制變因的函數,僅需百分之1秒,傳統電腦卻要100天來計算。換句話說,量子電腦比傳統電腦要快上1億倍!

以量子位元(quantum bit或稱qubit)計算的量子電腦,在與外界隔離的極低溫環境下交互作用,可以讓1和0的資訊同時出現,產生出4種疊加態:00、01、10、11,做出在速度上遠遠超越傳統二進位演算法的資料運算。但也因為其疊加狀態極為脆弱,容易被熱能、電磁輻射等周遭環境所影響,因此必須存放在絕對零度(零下273攝氏溫度)的冰箱之中,盡可能降低出錯機率。專家認為若上述缺點可望改善,就能進一步擴大商用範圍,為人類帶來翻天覆地的衝擊。

2016年IBM開發出了有5量子位元的量子電腦後,就把它提供出來為量子電腦雲端服務,供研究者使用。近日,IBM宣布發表新型的20量子位元的量子電腦,同樣為雲端服務對外提供,且是正式商業化的產品。僅用18個月就達到如此顯著的規格提升,且還快速商業化,速度可說非常驚人。

IBM AI及IBM Q研發副總Dario Gil表示,從5增加到20的量子位元數目僅是故事的一部分。量子位元數目越多,之間互動產生「糾纏」的過程就越複雜。越多量子位元數目就有越高錯誤率,所以高錯誤率的20量子位元量子電腦,計算能力可能還不如低錯誤率的5量子位元量子電腦。

IBM認為,隨著技術發展及更多人理解相關技術,量子電腦的應用層面可以推廣至大規模的加密技術、提升加密金鑰的可靠度、資料庫的檢索與建模,乃至於藥物分析、影像辨識等傳統電腦難以解決的複雜運算。

日前量子電腦的發展在歐美、日本、中國都持續投入大量金費與研究人員,反觀台灣倒是比較沒有因應的研究計畫,若想要在未來的量子時代有一席之地,企業與政府需要跳出框架謹慎思考如何培養這方面的科技人才,以維持台灣的經濟體系穩定發展。

 

參考新聞來源:雷鋒網、遠見雜誌(全球焦點)、鉅亨網

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